[发明专利]一种实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像的方法

权利要求书

1.一种实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像的系统，其特征在于：包括延时脉冲发生控制器、脉冲激光器、单像素探测与数据采集单元、具有聚焦作用的光学接收系统，所述脉冲激光器的控制端接入延时脉冲发生控制器，脉冲激光器的出射光路上依次设置有光束均匀扩束器、光调制器，所述单像素探测与数据采集单元中的光电探测面放置在光学接收系统的焦点处，单像素探测与数据采集单元的时序控制端接入延时脉冲发生控制器；

延时脉冲发生控制器控制脉冲激光器发射脉冲激光，脉冲激光器发射的脉冲激光经过光束均匀扩束器进行光强均匀和扩束后进入光路中，之后光束经光调制器调制后具有特定的二值分布，最后照射目标物体；目标物体的反射光经光学接收系统聚焦后，由单像素探测与数据采集单元获取目标物体光强反射回波信号。

2.根据权利要求1所述的一种实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像的系统，其特征在于：脉冲激光器能发射窄脉冲宽度的光束且具有同步信号输出功能。

3.根据权利要求1所述的一种实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像的系统，其特征在于：光调制器具有外部触发和调制信号可控的功能。

4.根据权利要求1所述的一种实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像的系统，其特征在于：延时脉冲发生控制器能发出脉宽可控和高精度时间延迟脉冲触发信号。

5.一种基于权利要求1所述的实现单像素激光雷达纵向超分辨率成像系统的成像方法，其特征在于：产生多个具有相同二值分布的光脉冲来照射目标物体，每次采集过程中延时脉冲发生控制器对单像素探测与数据采集单元依次施加不同延时的脉冲触发信号，并保证脉宽能接收到整个物体回波信号，此时采集的信号可以认为是由采集系统分辨率决定的低分辨率回波信号；

由采集的延时低分辨率回波信号数据组，利用权重相加的方法来获取高分辨回波信号的距离权重信息和，而此高分辨回波信号的权重信息和为进行纵向超分辨率成像提供了必要条件；

循环进行光束随机二值调制和反射信号的采集，获取多组二值调制信息、非延时回波信号和高分辨回波信号的权重信息和；

利用保存的多组二值调制信息、非延时回波信号和高分辨回波信号的权重信息，采用压缩感知算法可以获取物体的反射率信息和超分辨率距离-反射率信息；

最后采用超分辨率距离-反射率信息除以反射率信息来获取目标物体纵向超分辨率图像。